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MELSERVO-J4系列最新伺服产品能通过采用电源再生方式和共用母线实现节能

MELSERVO-J4系列伺服推出最新产品，电源再生转换器模块MR-CV_和支持SSCNETⅢ/H驱动器模块MR-J4-DU_B_（-RJ），通过采用电源再生方式和共用母线实现节能！新品阵容电源再生转换器模块 MR-CV_：新增200V规格的11kW ～ 55kW、400V规格的11kW ～75kW产品。支持SSCNETⅢ/H的驱动器模块 MR-J4-DU_B_（-RJ）：新增200V/400V规格的9kW ～ 22kW、200V规格9kW ～ 37kW、400V规格9kW ～ 55kW的驱动器模块产品。产品特性通过共用母线连接来实现节能电源再生转换器模块MR-CV_与多台伺服放大器及驱动器模块进行共用母线连接后，其中一轴的再生能量可以作为其他轴的电机驱动能量来使用。通过采用电源再生方式进一步实现节能电源再生转换器模块MR-CV_采用了将再生能量回馈给电源的电源再生方式。由于再生能量可以作为其他系统的电力来使用，因此可以有效地节能。另外，由于无需安装再生选件，因此可以降低发热。通过控制器把握系统的电量电源再生转换器模块MR-CV_与伺服放大器及驱动器模块的消费电量及累计电量，可以通过控制器来确认。通过电源再生转换器模块和驱动器模块节省多轴系统的空间和配线通过电源再生转换器模块MR-CV_来共用转换器部分从而节能空间。例如安装3台11KW伺服放大器时，与用伺服放大器相比驱动器模块的安装面积可减少10%。另外，通过共用主电路电源可以减少无熔丝断路器和电磁接触器的个数，节能配线。三菱电机着眼于全球自动化市场，凭借自身的技术积累与行业经验，不断为客户开发更多新产品以及解决方案。

时间：2020-07-07 关键词：电机伺服
关于英威腾DA200系列交流伺服在磨床的应用详解

1、磨床设备及工艺简介 1．1磨床是利用磨具对工作表面进行磨削加工的机床。大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石，砂带等其他磨具和游离磨料进行加工，如珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等。 1.2工艺简介通常磨具旋转为主运动，工作的旋转与移动或磨具的移动为进给运动。磨床因其加工效率高、应用范围广、适应性强、使用成本低、操作安全方便等特点而深受用户亲睐。磨削是一种弹性磨削，是一种具有磨削、研磨、抛光多种作用的复合加工工艺。 2、磨床设备市场简介目前部分国内企业已能生产较低端的数控刀具磨床，高端数控刀具磨床仍以进口为主。随着国内企业技术的积累，已经大大缩小与国际领先企业之间的差距，国产数控刀具磨床在性价比上的优势开始显现，内需方面进口替代开始加速，出口方面数控刀具磨床比例正在逐步增加，出口开始提速。数控磨床正处在行业景气度上升期。本行业目前选用的伺服品牌大致有：日本安川∑Ⅱ、∑5系列、三菱J2S、J3、J4系列、台达A2系列交流伺服、英威腾DA200系列交流伺服。数控磨床对交流伺服的要求非常苛刻，100次连续加工重复定位精度误差≤2μm，磨削后的尺寸误差≤1μm，国内磨削加工工况比较恶劣，例如电压不稳、高温高湿、高污染等。由于进口产品价格很高，售后服务很难满足客户的要求，给客户的生产成本、机床信誉、服务质量增加了很多的麻烦和负担。因此客户一直在寻找性价比更高的、服务更及时周到的国产伺服品牌。而英威腾DA200凭借高精度、高响应、全闭环、高性价比的超强性能及定制化服务赢得了客户的认可。 3、应用方案介绍 3．1全闭环伺服系统与半闭环伺服系统的区别半闭环是指数控系统发出指令，伺服接受指令，然后执行，在执行的过程中，伺服本身的编码器进行位置反馈给伺服，伺服自己进行偏差修正，伺服本身误差可避免，但是机械误差无法避免，因为数控系统不知道。全闭环是指伺服接受指令，然后执行，执行的过程中，在机械装置上有位置反馈的装置，直接反馈给数控系统，数控系统通过比较，判断出与实际偏差，给伺服指令，进行偏差修正。 3．2全闭环的重要部件--光栅尺光栅尺，也称为光栅尺位移传感器（光栅尺传感器），是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。 3. 3半闭环磨床的控制方案丝杆有导程间隙，来回加工运行不确定的误差一直在。机械传动运行时间越长，磨损越厉害，加工不确定误差也会在增大。 3．4 INVT磨床控制方案 3．4．1 系统配置图 3．4．2电气选型配置名称品牌功率（KW）精度数量（台）交流伺服英威腾DA20011 伺服电机英威腾117位绝对值1 光栅尺发格分辨率为0.001mm1 上位机HUST1 3．4．3方案优势 3．4．3．1.支持外接负载端安装的光栅尺，实现全闭环控制，降低机械传动背隙影响，更加确保机器终端定位精度。 3．4．3．2直接测量外部负载行程，有效地克服了由于机械磨损造成的传动误差加大的困扰。 4、伺服调试及参数设置 4．1伺服接线图 4．2控制线信号接线控制模块为NPN型（共阴极）若不需要方向信号，只需接38脚OCP接24V+和24脚PULSE-接PLC脉冲输出。 4．3伺服参数设置表 4．4 USB通信的在线示波器通道波形 4．5伺服调试主要步骤： 4．5．1. 模式设置为全闭环，P0.03=6. 4．5．2. 设置正确的电子齿轮比；P0.22设置为0. 电机为17位绝对值，外部光栅尺分频分子P4.60设置为 131072.电机转一圈同时丝杆行进一圈行程为5mm，光栅尺的分辨率为1um，外部光栅尺分频分母P4.61设置为5000. 4．5．3. 学习好惯量，打开在线惯量整定有效，P1.00=1.使P1.01与观测值基本相符，否则，继续学。 4．5．4. 将增益调高，此机刚性P1.03调到17. 4． 5．5开关量配置：DI1为反向驱动禁止，DI2为正向驱动禁止。p3.40=1.DI6为使能，DO3为故障输出。 4．6伺服常见问题及处理全闭环各种场合应用如果不恰当容易飞车，首先P4.62设置光栅尺方向须与伺服电机一致，若不一样，需要方向取反，否则会飞车。此外，还可将p4.33位置超差脉冲范围设小到合适值，默认值为100000.同时最大速度限制P4.31也可以设置限到合适的值。这样可以防止误操作引发的飞车，比如使能断了，上位还一直在发脉冲，超过p4.33伺服就报警了。从而防止一加上使能就会飞车的现象。 5、方案总结： a）重复定位精度为2um以内，达到了客户的要求。 b）与半闭环控制相比，半闭环新机机械无磨损，虽然可以通过补偿来克服丝杆导程间隙，但是时间长了，磨损度不确定，加工误差加大，而全闭环系统很好的解决了这个硬伤问题，为客户创造最大的价值。 c）全闭环功能使得DA200在运动精度、输出柔性、速度和加速度控制优势十分明显，一举打破了进口伺服的坚冰，成为行业翘楚。

时间：2020-07-07 关键词：英威腾伺服
利用伺服自动化可以实现成本削减和产能最大化，获得竞争优势

木材加工机器制造商采用伺服控制获得了更高的精度和产能。一块2x4英尺大小的木料是建筑工业的基本商品，这也是为什么木材加工业的领导者开始使用复杂的自动化来在这样价格敏感的产品上获得竞争优势。利用自动化创造一个解决方案 WaneShear科技公司创造了一款锯木机，将加工坡口放置到规格材上，能生产出2x4英尺、2x6英尺、2x8英尺以及更大的板材。该设备是由美国加利福尼亚州的WaneShear公司制造的，对于将从原木毛料上锯下来的粗加工板材加工成尺寸一致的产品来说，所在地点是一个挑战，而且粗加工板材的宽度和长度在进入切边机之前可能有很大不同。要在价格波动反复无常的建筑行业里保持稳定利润率所带来的压力，必然要求企业不断提高产量，这进而增加了技术方面的挑战。传统的切边自动化设备使用液压部件。液压系统可以提供应用场合所需要的强大的、高转矩的输出，可是经常会发生液压用的液体泄漏。漏出的液体会损坏板材导致无法销售。液体也会与锯末混合在一起变成粘稠的物质，会粘到机器上很难清理掉。用于切边机的伺服自动化 “在狭小空间内将机器连接起来变得非常重要，”McGehee说道。“如果我们可以在相同的物理空间上使用伺服代替齿轮箱和液压设备，在不增加集成问题的情况下，我们就可以为我们的客户增加产能。”控制系统的集成也同样重要，大部分工厂为他们的生产设备使用以可编程逻辑控制器(PLC)为核心的控制架构。“PLC属于客户的舒适区，”McGehee说道，“不管你增加什么自动化系统，都要与PLC集成，而且集成过程要尽量少地给锯木厂车间的工作人员制造麻烦，否则他们不会买帐。” 当考虑转换到伺服控制的时候，可靠性是用户对WaneShear提出来的主要的顾虑和要求。锯木厂必须一天24小时，一年365天不间断运行才能保证利润。这种对可靠性的要求使得McGehee以及工程团队的其他人员需要一家能够应对不同挑战场合且提供可靠的伺服电机和工程支持的运动控制制造商。视觉系统识别目标集成伺服电机在开发阶段，实践证明集成伺服电机本身是最重要的积极结果之一。伺服电机的尺寸使其可以很容易就安装在被液压部件占用的场地上。电机的转矩等级可以让其很好地适应锯木厂应用中运送板材所需要的大功率和低转速。伺服电机的转矩密度配置文件也让替换原有的一种机械设计中的齿轮箱成为可能，其结果是减少部件的成本。运动控制部件的精度让WaneShear将其传送带的误差从1/8英寸降低到1/250英寸，这使得锯木公司可以在不牺牲切割精度的情况下缩短传送皮带的长度。

时间：2020-06-26 关键词：自动化伺服
西门子，施耐德和松下伺服驱动器维修常见问题及解决方法

西门子，施耐德和松下伺服驱动器维修常见问题及解决方法一、西门子直流伺服驱动系统故障维修10例例1．进线快速熔断器熔断的故障维修故障现象：一台配套SIEMENS 8MC的卧式加工中心，在电网突然断电后开机，系统无法起动。分析与处理过程：经检查，该机床X轴伺服驱动器的进线快速熔断器已经熔断。该机床的进给系统采用的是SIEMENS 6RA系列直流伺服驱动，对照驱动器检查伺服电动机和驱动装置，未发现任何元器件损坏和短路现象。检查机床机械部分工作亦正常，直接更换熔断器后，起动机床，恢复正常工作。分析原因是由于电网突然断电引起的偶发性故障。例2．SIEMENS 8MC测量系统故障的维修故障现象：一台配套SIEMENS 8MC的卧式加工中心，当X轴运动到某一位置时，液压电动机自动断开，且出现报警提示：Y轴测量系统故障。断电再通电，机床可以恢复正常工作，但X轴运动到某一位置附近，均可能出现同一故障。分析与处理过程：该机床为进口卧式加工中心，配套SIEMENS 8MC数控系统，SIEMENS 6RA系列直流伺服驱动。由于X轴移动时出现Y轴报警，为了验证系统的正确性，拨下了X轴测量反馈电缆试验，系统出现X轴测量系统故障报警，因此，可以排除系统误报警的原因。检查X轴在出现报警的位置及附近，发现它对Y轴测量系统（光栅）并无干涉与影响，且仅移动Y轴亦无报警，Y轴工作正常。再检查Y轴电动机电缆插头、光栅读数头和光栅尺状况，均未发现异常现象。考虑到该设备属大型加工中心，电缆较多，电柜与机床之间的电缆长度较长，且所有电缆均固定在电缆架上，随机床来回移动。根据上述分析，初步判断由于电缆的弯曲，导致局部断线的可能性较大。维修时有意将X轴运动到出现故障点位置，人为移动电缆线，仔细测量Y轴上每一根反馈信号线的连接情况，最终发现其中一根信号线在电缆不断移动的过程中，偶尔出现开路现象；利用电缆内的备用线替代断线后，机床恢复正常。例3~例4．驱动器故障引起跟随误差超差报警维修故障现象：某配套SIEMENS PRIMOS系统、6RA26**系列直流伺服驱动系统的数控滚齿机，开机后移动机床的Z轴，系统发生“ERR22跟随误差超差”报警。分析与处理过程：数控机床发生跟随误差超过报警，其实质是实际机床不能到达指令的位置。引起这一故障的原因通常是伺服系统故障或机床机械传动系统的故障。由于机床伺服进给系统为全闭环结构，无法通过脱开电动机与机械部分的连接进行试验。为了确认故障部位，维修时首先在机床断电、松开夹紧机构的情况下，手动转动Z轴丝杠，未发现机械传动系统的异常，初步判定故障是由伺服系统或数控装置不良引起的。为了进一步确定故障部位，维修时在系统接通的情况下，利用手轮少量移动Z轴（移动距离应控制在系统设定的最大允许跟随误差以内，防止出现跟随误差报警），测量Z轴直流驱动器的速度给定电压，经检查发现速度给定有电压输入，其值大小与手轮移动的距离、方向有关。由此可以确认数控装置工作正常，故障是由于伺服驱动器的不良引起的。检查驱动器发现，驱动器本身状态指示灯无报警，基本上可以排除驱动器主回路的故障。考虑到该机床X、Z轴驱动器型号相同，通过逐一交换驱动器的控制板确认故障部位在6RA26**直流驱动器的A2板。根据SIEMENS 6RA26**系列直流伺服驱动器的原理图，逐一检查、测量各级信号，最后确认故障原因是由于A2板上的集成电压比较器N7（型号：LM348）不良引起的：更换后，机床恢复正常。例4．故障现象：一台配套SIEMENS 850系统、6RA26**系列直流伺服驱动系统的进口卧式加工中心，在开机后，手动移动X轴，机床X轴工作台不运动，CNC出现X跟随误差超差报警。分析与处理过程：由于机床其他坐标轴工作正常，X轴驱动器无报警，全部状态指示灯指示无故障，为了确定故障部位，考虑到6RA26**系列直流伺服驱动器的速度/电流调节板A2相同，维修时将X轴驱动器的A2板与Y轴驱动器的A2板进行了对调试验。经试验发现，X轴可以正常工作，但Y轴出现跟随超差报警。根据这一现象，可以得出X轴驱动器的速度/电流调节器板不良的结论。根据SIEMENS 6RA26**系列直流伺服驱动器原理图，测量检查发现，当少量移动X轴时驱动器的速度给定输入端57与69端子间有模拟量输入，测量驱动器检测端B1，速度模拟量电压正确，但速度比例调节器N4（LM301）的6脚输出始终为0V。对照原理图逐一检查速度调节器LM301的反馈电阻R25、R27、R21，偏移调节电阻R10、R12、R13、R15、R14、R12，以及LM301的输入保护二极管V1、V2，给定滤波环节R1、C1、R20、V14，速度反馈滤波环节的R27、R28、R8、R3、C5、R4等外围元器件，确认全部元器件均无故障。因此，确认故障原因是由于LM301集成运放不良引起的；更换LM301后，机床恢复正常工作，故障排除。例5．CNC故障引起跟随误差超差报警维修故障现象：某配套SIEMENS PRIMOS系统、6RA26**系列直流伺服驱动系统的数控滚齿机，开机后移动机床的Z轴，系统发生“ERR22跟随误差超差”报警。分析与处理过程：故障分析过程同前例，但在本例中，当利用手轮少量移动Z轴，测量Z轴直流驱动器的速度给定电压始终为0，因此可以初步判定故障在数控装置或数控与驱动器的连接电缆上。检查数控装置与驱动器的电缆连接正常，确认故障引起的原因在数控装置。打开数控装置检查，发现Z轴的速度给定输出D/A转换器的数字输入正确，但无模拟量输出，从而确认故障是由于D/A转换器不良引起的。更换Z轴的速度给定输出的12位D/A转换器DAC0800后，机床恢复例6．故障现象：某配套SIEMENS PRIMOS系统、6RA26**系列直流伺服驱动系统的数控滚齿机，开机后发生“ERR21，Y轴测量系统错误”报警。分析与处理过程：数控系统发生测量系统报警的原因一般有如下几种： 1）数控装置的位置反馈信号接口电路不良。 2）数控装置与位置检测元器件的连接电缆不良。 3）位置测量系统本身不良。由于本机床伺服驱动系统采用的是全闭环结构，检测系统使用的是HEIDENHAIN公司的光栅。为了判定故障部位，维修时首先将数控装置输出的X、Y轴速度给定，将驱动使能以及X、Y轴的位置反馈进行了对调，使数控的X轴输出控制Y轴，Y轴输出控制X轴。经对调后，操作数控系统，手动移动Y轴，机床X轴产生运动，且工作正常，证明数控装置的位置反馈信号接口电路无故障。但操作数控系统，手动移动X轴，机床Y轴不运动，同时数控显示“ERR21，X轴测量系统错误”报警。由此确认，报警是由位置测量系统不良引起的，与数控装置的接口电路无关。检查测量系统电缆连接正确、可靠，排除了电缆连接的问题。利用示波器检查位置测量系统的前置放大器EXE601/5-F的Ual和Ua2、*Ua1和Ua2输出波形，发现Ua1相无输出。进一步检查光栅输出（前置放大器EXE601/5-F的输入）信号波形，发现Ie1无信号输入。检查本机床光栅安装正确，确认故障是由于光栅不良引起的：更换光栅LS903后，机床恢复正常工作。例7．故障现象：某配套SIEMENS PRIMOS系统、6RA26**系列直流伺服驱动系统的数控滚齿机，开机后发生“ERR21，X轴测量系统错误”报警。分析与处理过程：故障分析过程同前例，但在本例中，利用示波器检查位置测量系统的前置放大器EXE601/5-F的Ual和Ua2、*Ual和*Ua2输出波形，发现同样Ual无输出。进一步检查光栅输出（前置放大器EXE601/5-F的输入）信号波形，发现Ie1，信号输入正确，确认故障是由于前置放大器EXE601/5-F不良引起的。根据EXE601/5-F的原理（详见后述）逐级测量前置放大器EXE601/5-F的信号，发现其中的一只LM339集成电压比较器不良；更换后，机床恢复正常工作。例8．驱动器未准备好的故障维修故障现象：一台配套SIEMENS 850系统、6RA26**系列直流伺服驱动系统的卧式加工中心，在加工过程中突然停机，开机后面板上的“驱动故障”指示灯亮，机床无法正常起动。分析与处理过程：根据面板上的“驱动故障”指示灯亮的现象，结合机床电气原理图与系统PLC程序分析，确认机床的故障原因为Y轴驱动器未准备好。检查电柜内驱动器，测量6RA26**驱动器主回路电源输入，只有V相有电压，进一步按机床电气原理图对照检查，发现6RA26**驱动器进线快速熔断器的U、W相熔断。用万用表测量驱动器主回路进线端1U、1W，确认驱动器主回路内部存在短路。由于6RA26**交流驱动器主回路进线直接与晶闸管相连，因此可以确认故障原因是由于晶闸管损坏引起的。逐一测量主回路晶闸管V1-V6，确认V1、V2不良（己短路）；更换同规格备件后，机床恢复正常。由于驱动器其他部分均无故障，换上晶闸管模块后，机床恢复正常工作，分析原因可能是瞬间电压波动或负载波动引起的偶然故障。例9．外部故障引起电动机不转的故障维修故障现象：一台配套SIEMENS 6M系统的进口立式加工中心，在换刀过程中发现刀库不能正常旋转。分析与处理过程：通过机床电气原理图分析，该机床的刀库回转控制采用的是6RA**系列直流伺服驱动，刀库转速是由机床生产厂家制造的“刀库给定值转换/定位控制”板进行控制的。现场分析、观察刀库回转动作，发现刀库回转时，PLC的转动信号已输入，刀库机械插销已经拔出，但6RA26**驱动器的转换给定模拟量未输入。由于该模拟量的输出来自“刀库给定值转换/定位控制”板，由机床生产厂家提供的“刀库给定值转换/定位控制”板原理图逐级测量，最终发现该板上的模拟开关（型号DG201）已损坏，更换同型号备件后，机床恢复正常工作。例10．开机电动机即高速旋转的故障维修故障现象：一台与例268同型号的机床，在开机调试时，出现手动按下刀库回转按钮后，刀库即高速旋转，导致机床报警。分析与处理过程：根据故障现象，可以初步确定故障是由于刀库直流驱动器测速反馈极性不正确或测速反馈线脱落引起的速度环正反馈或开环。测量确认该伺服电动机测速反馈线已连接，但极性不正确；交换测速反馈极性后，刀库动作恢复正常。二、施耐德伺服驱动器常见故障分析及解决方案 1、伺服电机在有脉冲输出时不运转，如何处理？ ① 监视控制器的脉冲输出当前值以及脉冲输出灯是否闪烁，确认指令脉冲已经执行并已经正常输出脉冲； ② 检查控制器到驱动器的控制电缆，动力电缆，编码器电缆是否配线错误，破损或者接触不良； ③ 检查带制动器的伺服电机其制动器是否已经打开； ④ 监视伺服驱动器的面板确认脉冲指令是否输入； ⑤ Run运行指令正常； ⑥ 控制模式务必选择位置控制模式； ⑦ 伺服驱动器设置的输入脉冲类型和指令脉冲的设置是否一致； ⑧ 确保正转侧驱动禁止，反转侧驱动禁止信号以及偏差计数器复位信号没有被输入，脱开负载并且空载运行正常，检查机械系统。 2、伺服电机高速旋转时出现电机偏差计数器溢出错误，如何处理？ ① 高速旋转时发生电机偏差计数器溢出错误；对策：检查电机动力电缆和编码器电缆的配线是否正确，电缆是否有破损。 ② 输入较长指令脉冲时发生电机偏差计数器溢出错误；对策： a.增益设置太大，重新手动调整增益或使用自动调整增益功能； b.延长加减速时间； c.负载过重，需要重新选定更大容量的电机或减轻负载，加装减速机等传动机构提高负荷能力。 ③ 运行过程中发生电机偏差计数器溢出错误。对策： a.增大偏差计数器溢出水平设定值； b.减慢旋转速度； c.延长加减速时间； d.负载过重，需要重新选定更大容量的电机或减轻负载，加装减速机等传动机构提高负载能力。 3、伺服电机没有带负载报过载，如何处理？ ① 如果是伺服Run（运行）信号一接入并且没有发脉冲的情况下发生： a.检查伺服电机动力电缆配线，检查是否有接触不良或电缆破损； b.如果是带制动器的伺服电机则务必将制动器打开； c.速度回路增益是否设置过大； d.速度回路的积分时间常数是否设置过小。 ② 如果伺服只是在运行过程中发生： a.位置回路增益是否设置过大； b.定位完成幅值是否设置过小； c.检查伺服电机轴上没有堵转，并重新调整机械。 4、伺服电机运行时出现异常声音或抖动现象，如何处理？ ① 伺服配线： a.使用标准动力电缆，编码器电缆，控制电缆，电缆有无破损； b.检查控制线附近是否存在干扰源，是否与附近的大电流动力电缆互相平行或相隔太近； c.检查接地端子电位是否有发生变动，切实保证接地良好。 ② 伺服参数： a.伺服增益设置太大，建议用手动或自动方式重新调整伺服参数； b.确认速度反馈滤波器时间常数的设置，初始值为0，可尝试增大设置值； c.电子齿轮比设置太大，建议恢复到出厂设置； d.伺服系统和机械系统的共振，尝试调整陷波滤波器频率以及幅值。 ③ 机械系统： a.连接电机轴和设备系统的联轴器发生偏移，安装螺钉未拧紧； b.滑轮或齿轮的咬合不良也会导致负载转矩变动，尝试空载运行，如果空载运行时正常则检查机械系统的结合部分是否有异常； c.确认负载惯量，力矩以及转速是否过大，尝试空载运行，如果空载运行正常，则减轻负载或更换更大容量的驱动器和电机。 5、施耐德伺服电机做位置控制定位不准，如何处理？ ① 首先确认控制器实际发出的脉冲当前值是否和预想的一致，如不一致则检查并修正程序； ② 监视伺服驱动器接收到的脉冲指令个数是否和控制器发出的一致，如不一致则检查控制线电缆。三、松下伺服驱动器维修常见问题及解决方法 1、松下数字式交流伺服系统MHMA 2KW，试机时一上电，电机就振动并有很大的噪声，然后驱动器出现16号报警，该怎么解决？这种现象一般是由于驱动器的增益设置过高，产生了自激震荡。请调整参数No.10、No.11、No.12，适当降低系统增益。（请参考《使用说明书》中关于增益调整的内容） 2、松下交流伺服驱动器上电就出现22号报警，为什么？ 22号报警是编码器故障报警，产生的原因一般有： A.编码器接线有问题：断线、短路、接错等等，请仔细查对； B.电机上的编码器有问题：错位、损坏等，请送修。 3、松下伺服电机在很低的速度运行时，时快时慢，象爬行一样，怎么办？伺服电机出现低速爬行现象一般是由于系统增益太低引起的，请调整参数No.10、No.11、No.12，适当调整系统增益，或运行驱动器自动增益调整功能。（请参考《使用说明书》中关于增益调整的内容） 4、松下交流伺服系统在位置控制方式下，控制系统输出的是脉冲和方向信号，但不管是正转指令还是反转指令，电机只朝一个方向转，为什么？松下交流伺服系统在位置控制方式下，可以接收三种控制信号：脉冲/方向、正/反脉冲、A/B正交脉冲。驱动器的出厂设置为A/B正交脉冲（No42为0），请将No42改为3（脉冲/方向信号）。 5、松下交流伺服系统的使用中，能否用伺服-ON作为控制电机脱机的信号，以便直接转动电机轴？尽管在SRV-ON信号断开时电机能够脱机（处于自由状态），但不要用它来启动或停止电机，频繁使用它开关电机可能会损坏驱动器。如果需要实现脱机功能时，可以采用控制方式的切换来实现：假设伺服系统需要位置控制，可以将控制方式选择参数No02设置为4，即第一方式为位置控制，第二方式为转矩控制。然后用C-MODE来切换控制方式：在进行位置控制时，使信号C-MODE打开，使驱动器工作在第一方式（即位置控制）下；在需要脱机时，使信号C- MODE闭合，使驱动器工作在第二方式（即转矩控制）下，由于转矩指令输入TRQR未接线，因此电机输出转矩为零，从而实现脱机。 6、在我们开发的数控铣床中使用的松下交流伺服工作在模拟控制方式下，位置信号由驱动器的脉冲输出反馈到计算机处理，在装机后调试时，发出运动指令，电机就飞车，什么原因？这种现象是由于驱动器脉冲输出反馈到计算机的A/B正交信号相序错误、形成正反馈而造成，可以采用以下方法处理： A.修改采样程序或算法； B.将驱动器脉冲输出信号的A+和A-（或者B+和B-）对调，以改变相序； C.修改驱动器参数No45，改变其脉冲输出信号的相序。 7、在我们研制的一台检测设备中，发现松下交流伺服系统对我们的检测装置有一些干扰，一般应采取什么方法来消除？由于交流伺服驱动器采用了逆变器原理，所以它在控制、检测系统中是一个较为突出的干扰源，为了减弱或消除伺服驱动器对其它电子设备的干扰，一般可以采用以下办法： A.驱动器和电机的接地端应可靠地接地； B.驱动器的电源输入端加隔离变压器和滤波器； C.所有控制信号和检测信号线使用屏蔽线。干扰问题在电子技术中是一个很棘手的难题，没有固定的方法可以完全有效地排除它，通常凭经验和试验来寻找抗干扰的措施。 8、伺服电机为什么不会丢步？伺服电机驱动器接收电机编码器的反馈信号，并和指令脉冲进行比较，从而构成了一个位置的半闭环控制。所以伺服电机不会出现丢步现象，每一个指令脉冲都可以得到可靠响应。 9、如何考虑松下伺服的供电电源问题？目前，几乎所有日本产交流伺服电机都是三相200V供电，国内电源标准不同，所以必须按以下方法解决： A.对于750W以下的交流伺服，一般情况下可直接将单相220V接入驱动器的L1，L3端子； B.对于其它型号电机，建议使用三相变压器将三相380V 变为三相200V，接入驱动器的 L1，L2，L3。 10、对伺服电机进行机械安装时，应特别注意什么？由于每台伺服电机后端部都安装有旋转编码器，它是一个十分易碎的精密光学器件，过大的冲击力肯定会使其损坏。

时间：2020-06-24 关键词：驱动器伺服
基于薄板V型刨槽机上的OMRON PLC伺服控制系统设计浅析

在不锈钢薄板加工成型的生产中，不锈钢板材直接折边成型会在拐角形成弧角的效果，在某些情况下，人们不需要这种效果。如果在进行薄板的折弯加工之前，首先在薄板上折弯处先开出一道v型沟槽，然后再进行折弯，这样就可以加工出来没有弧边的棱角效果，如图1所示。针对这种应用，人们研制出了“v型刨槽机”，为了提高这种机器的生产效率和加工精度，必须在机器上安装自动控制系统。本文介绍的是笔者用plc+hmi+交流伺服电机开发的针对这种“v型刨槽机”的一种控制系统。工艺要求由于在这种刨槽机上加工的板材一般都比较薄，为了保证折边处有足够的强度，刨槽的深度不能够很深，所以控制精度要求很精确；同时，为了提高工件的折弯尺寸精度，对沟槽的长度和位置控制也要精确。综合以上因素考虑：整机的设计精度要达到0.01mm。根据工艺技术特点，工件的加工需要在x，y， z三个方向上分别进行控制。其中x轴：沟槽的长度；y轴：沟槽在板材上的位置；z轴：沟槽的深度。具体要求如图2所示。控制要求为了降低对操作人员的文化水平的要求，必须简化参数设定，采用友好的人机对话界面，能够方便的控制机器的运行，能够监视机器的运行状态；另外为了提高机器的智能化水平，在本机器上开发了具有文件存储和管理的功能。这样就可以方便的以配方的形式进行不同工件加工参数的管理。数据存储要求以工件的编号作为数据组（可多达50组），每一个工件编号对应一组工件的参数：长度，厚度，刨削起点，开槽位置，沟槽深度（一条沟槽最多可以分10刀进行刨削，每一次进刀深度设定范围在0～0.99mm）等等。所有的参数可以随时修改，随时存储。加工时，通过设定工件的编号来调用参数，如图3，也可以按照重新设定的新参数来加工工件。机器的工艺控制上要求机床有手动和自动功能。手动时，机床每次只在一个固定的位置（可以任意设定）上刨一道槽。自动时，机床可以根据设定的工件号调用长度，厚度，刨削起点，开槽位置，沟槽深度等参数，在板材上自动刨出合乎要求的沟槽。图4示出操作界面。方案确定综合以上的要求，由于是位置控制，而且控制精度要求较高（0.01mm），所以应当采用步进电机或者是交流伺服电机作为执行机构。控制系统可以有多种选择：数控系统；计算机+运动控制卡；hmi+plc等。执行机构的选型步进电机的优点是价格要比交流伺服电机便宜，缺点是它高速力矩特性较软，会限制运行速度的提高，从而影响机器的工作效率的提高。而交流伺服电机则能够胜任高速运行，所以从提高工作效率的角度来说选择交流伺服电机作为执行机构能够提高设备的适用范围，从而提高设备的市场竞争能力。控制系统的选型专门的数控系统优点是功能很全面，适用于复杂的运动控制，价格比较高，最重要的是它对操作人员的要求比较高，而在这里的控制程序单一，不需要操作人员经常的改变控制程序，所以不适合用在小型机床。微型计算机+运动控制卡这种方案硬件成本比前者要低一些，但是控制软件的稳定性对操作系统依赖性很强，操作系统一旦瘫痪，将直接影响生产的进行。另外计算机对环境要求高，体积大，可移动性差，不适合安装在小型机床上。 hmi和plc本来就是面向工业环境设计的高稳定性产品，物理尺寸非常适合安装在小型机床上，价格上也比较便宜。控制软件开发采用简单易学的ld梯形图语言，控制系统软件的开发，调试很容易，plc运行非常稳定，几乎不需要程序维护。比较而言： hmi+plc的方案应该是最好的选择。硬件系统系统硬件方案如图5所示。控制回路包括按钮，指示灯等。二次回路采用dc24v，串入急停按钮控制动力回路接触器，直接控制供电系统的安全运行。供电系统伺服驱动动力电采用ac380v供电，由接触器控制。一台可以输出电压为dc24v的开关电源。提供人机界面电源、plc的输入信号电源。二次控制回路单独使用另一路dc24v开关电源。伺服动力电源是三相ac220v的制式，所以要提供一台380-220干式变压器，作为电压的转换。 plc电源是ac220v等级的，可以从ac380取一相使用，但考虑到电源隔离以后，电源的质量有一定的提高，对plc有利，因此从380-220干式变压器输出端取两相使用。 hmi系统 hmi是整个机器与操作人员进行交流的界面（见图6），在满足技术要求的基础上要考虑易于操作，外形美观大方。这里选用omron的ns10（10寸）真彩触摸屏，支持全中文显示，荧屏宽大，文字清晰，颜色丰富，操作简单。数据的设定，存储，记录，机器的运行状态监视和控制都很方便。 hmi与plc采用rs232串行通信（sysmac way协议）连接。 plc系统图7示出的plc是整个控制系统的核心，它联系着hmi和底层现场设备伺服驱动系统的运行，要求性能可靠，功能上要能够方便的实现与hmi和伺服驱动系统的连接。本系统选用omron的cj1m系列小型plc。cpu内置2路100khz高速脉冲输出，实现x轴，y轴的运动控制，此外配置一个nc133位置控制模块，实现z轴的运动控制。开关量输入/输出各选用一个16路输入/输出模块。设备的整个工艺流程的控制主要采用ld（梯形图）语言编写程序来实现。为了实现运动控制的要求，某些地方需要较为复杂的数学运算，为了实现这部分功能，笔者自己用st语言编写并把这部分封装在功能块（fb）里面，供ld调用。伺服驱动系统伺服驱动器和交流伺服电机，x轴、y、z轴各一套。伺服驱动系统选用安川的伺服驱动系统，这里采用“脉冲＋方向”控制模式，接线从plc或者nc位置控制模块的高速脉冲输出口引出，接入伺服驱动器的脉冲输入口，以及方向信号。传感器为了保证各个轴的正常和安全的运行，需要在每个轴的两端分别安装一个接近开关，作为轴的极限位置传感器，防止运行范围超出，造成设备损坏。本设备所有的伺服控制系统均采用绝对坐标，在每个轴上还要单独设置一个零点开关，作为坐标轴的零点位置。 hmi&plc软件系统在人机界面上开发出以下画面：主页面。展示生产厂家及机床的信息，力求简洁明了，美观大方；手动页面。手动模式下的数据设定，管理，控制，监视等信息；自动页面。自动模式下的数据设定，管理，控制，监视等信息；确认页面。参数的修改或调用时需要弹出确认提示页面，以保证对工件参数的操作的正确性。主要用在一些关键数据的读取和写入前的确认提醒，防止操作人员对数据的错误读写。软件采用ld语言编写，并且按照功能做出以下分段，以便于以后的程序维护：信号输入段。负责输入信号的采集和管理，逻辑的简单转换；模式转换段。负责管理手动/自动模式的切换，保证系统在两种模式下正常的运行；数据管理段。负责hmi与plc之间的数据传输，存储和调用管理，还包括传递从hmi上发出的操作指令；脉冲输出段。负责plc对伺服系统发出正确的脉冲指令，确保交流伺服电机按照规定的方向和位置进行运动；逻辑控制段。负责整个工艺流程的逻辑控制，对液压等机械执行机构进行控制，保证动作按程序正常执行；信号输出段。负责所有需要输出的信号进行管理和逻辑转换。具体软件系统流程如图8所示。注意事项交流伺服系统是强电系统而且是高电磁辐射源（尽管它们有emc认证，还是不能绝对的避免电磁辐射的产生），而plc，hmi以及它们之间的通信连接是典型的弱电系统，很容易受到强电磁辐射的干扰，因此在硬件布置上要尽量增加强电系统与弱电系统之间的安装距离，减少电磁干扰带来的不利影响。同时考虑通信电缆与动力电缆之间的安装方式，一般遵循这样的原则：通信电缆采用屏蔽电缆，并且要单点（在信号的接收处）屏蔽层接地；交流伺服的动力电缆最好也要屏蔽，并且在伺服驱动器的这一端进行屏蔽层接地，电缆长度尽量的短；通信电缆与动力电缆尽量避免近距离平行布线，如果无法避免平行布线，二者距离要求≥20cm。结语 hmi+plc+伺服系统是一个典型的小型的数控系统。它价格比常规的数控系统相比较，价格低廉，界面友好，功能强大，精度高，特别适合于小型机床上使用。经实际使用验证表明：这种系统性能非常稳定可靠，工况良好，加工出的产品质量合格稳定。

时间：2020-06-09 关键词：控制系统伺服
新型ac伺服电动机/驱动器技术的特征与应用浅析

引言伺服和运动控制技术作为数控机床、工业机器人及其它产业机械控制的关键技术之一，在国内外普遍受到关注。在伺服与运动控制产品领域，多样化一直是个鲜明的特点，包括从直流伺服驱动技术到交流伺服驱动技术，从模拟化到全数字化、智能化、网络化，从单轴伺服到多轴伺服，从单机化到总线产品。众所周知，先进的伺服运动控制技术与解决方案的应用正是提升机器设备性能与档次及市场竞争力的一个重要途径。值此本文将介绍新型ac伺服电动机/驱动器技术特征与应用，并对网络化伺服控制的系统集成方案作分析。 ac伺服电机/驱动器技术特征--超小巧外形与高性能高功能的组合为此将从特点、系统构成、种类、伺服电动机／驱动器组合、位置控制单元和伺服中继单元电缆组合与ac伺服驱动器规格及ac伺服电机规格连接等作说明，值此以omron（欧姆龙）的smartstep2系列为例作说明。高性能、简单化该ac伺服电动机/驱动器解决了从设计到安装与调整启动及运行到维护各阶段的技术问题。特别是提供了整个装置的开发平台，从而使plc的控制可通过功能块变得更加简单。而针对包括plc在内的元器件的连接与设定及编程的fa（工厂自动化）统合工具包（cx-one型），能使这伺服系统从设计到维护实现了整体管理，见图1所示红箭头回绕圈，cx-one是针对包括plc在内器件的连接、设定、编程的fa统合工具包。工厂自动化统合工具包（cx-one型），能使这伺服系统从设计到维护实现了整体管理，图1中红箭头所示的参数设定／编程的环节。使用了灵巧的（功能块）程序库使编程更简单，而数据编辑／监控环节，利用运动控制工具包（cx-drver型）可进行伺服电机的参数编辑、监控和保存，其报警／维护环节中的数控单元可对驱动器的异常监视更简单。而图1中的ac伺服电动机/驱动器smartstep2系列又可利用fa统合工具的运动控制工具包对驱动器迸行维。主要特征灵巧、简单因ac伺服电动机可为多轴运行，因此要求驱动器更小，从而使控制柜设置面积得到大幅削减。如今超小型的ac伺服电机/驱动器更加小巧了，与同类产品相比设置面积削减了52％，可以为控制柜的节省空间进一步作出贡献。而它和小型plc配合，也希望驱动器能更小。尤其ac伺服电动机/驱动器的高度仅为120mm，可以与小型plc安装在相同的管道间，这样可以使管道间距窄小化，从而实现控制柜的空间大大节省。通过实时自动调谐来设定最佳增益。即承载了实时自动调谐功能，从而可实时推算设备的负载惯量，并根据其结果来自动设定最佳增益，从而使调整变得更简单，高功能作以下说明：可以高速定位／移动。这是其指令脉冲频率可以达到500kpps的高速度，是同类以往产品的2倍，因此可以在高速下进行高精度控制，达到了缩短了间歇时间之目的；通过控制器能接收来自驱动器的反馈脉冲，并能在上位确认当前位置，这样达到了通过反馈脉冲监视装置定位有无异常之目的，图2为高速下进行高精度控制示意图。它有保持2种转矩限制值的功能，在挤压成型、部件插入等应用中，可以切换转矩使用，达到了希望能改变推动力使用之目的；通过适应滤波器来降低机械振动。它能自动检测振动频率，消除振动，即使共振频率发生变化也能实时自动追踪，可以降低传送带等刚性较低的机械振动，达到了希望能降低机械振动之目的。它能对各种各样的应用来切换指令控制模式，就是说它可以在位置控制、速度控制、转矩控制模式间切换使用。尤为突出的是在压机、张力、挤出等应用中有出色表现。上述ac伺服电动机/驱动器的技术特征分析充分反映了它从设计→安装→调整启动→运行→维护各阶段的高性能简单化。驱动器种类通用输入型、脉冲串输入型，其功能如下：电源规格分为acl00v、ac200v。而电机容量又分单相、单相／三相与三相。而接口指令形态分为脉冲串、模拟量及高速伺服通信的运动网络。其控制模式分位置控制，速度控制及转矩控制。而控制模式切换又分为模式切换。其调谐功能又有陷波控制、自动调谐与实时自动调谐等三种。而驱动器功能可实现转矩限制、编码器输出内部设定速度。对功能的说明其脉冲串是一种针对伺服而言，是将速度及移动量通过脉冲串输入的一种方式，而转矩控制是调节旋转力的控制，在零件压入、成型、螺丝紧固等用途上非常有效；而最佳增益功能，由于位置控制时的实时自动调谐设定是自动设定的，因此在一定模式的动作反复输入后，可以自动实现适当的刚性设定。模拟量是一种针对伺服，将速度及移动量以模拟量来输入的方式；而指令控制模式切换，可以在位置、速度、转矩控制中，选择2种控制模式切换使用；其绝对值输出是指控制器通电后，控制器读取驱动时绝对位置的数据，以实现恢复到绝对位置。陷波控制功能可根据振动频率自动设定滤波器来抑制振动。当inc增量型输出时，从控制器接通，电源一直保持原点位置开始的方式。位置控制是指移动到目标位置，移动完成后使其停留在目标位置的一种控制方式；而自动调谐是指电机根据驱动器自动生成的指令模式运行，并根据当时所需的转矩推选出负载惯量，自动设定恰当的增益。适应滤波器可实时自动调谐，实时推算机器的负载惯量，并根据其结果自动设定最佳增益。而速度控制是改变速度、转数的一种控制方式，在诸如打磨石旋转、溶接速度、传送速度等用途上非常有效；其转矩限制功能可通过限制电动机输出转矩的功能，该功能可以在第1转矩限制／第2转矩限制间切换使用。 ac伺服电动机/驱动器应用实例 ac伺服电动/驱动器超小型、高功能伺服，而且简单，又可轻而易举的高精度定位。应对各种用途的功能和丰富的伺服种类，可实现最佳组合，可在滚珠丝杠、传送带等方面应用。应用案例在部件压入、压机、螺丝紧固上的应用，见图3所示。其可编程控制器，用sysmac cj系列），位置控制单元用cj1w-ncf71型。图3可编程控制器plc的高速脉冲来控制伺服电机，即接收2mhz的脉冲，实现且自动调谐高级功能。在绕卷、进给控制上的应用示意图，见图4所示。交流伺服电动机位置驱动监控系统中的上位机与伺服驱动器间的通信实现交流伺服电动机驱动器由于其应用简便和性能可靠，已广泛的应用在数控机床与工业位置传动装置中。市场上新型的交流伺服电动机驱动器都具有符合rs485协议的串行通信接口，计算机可利用这一接口电路与驱动器之间实现串行通信，向驱动器发出相应的位置运行指令和速度运行指令，控制伺服电机的运行，并及时反馈电机的运行数据，供计算机分析．由于这种方法控制的稳定性好、精度高、传输距离远、可双向交流控制信息、线路简单、很有发展前景。上位机与伺服驱动器间的通信设计方案现在工业用伺服驱动器通常都配置了rs485通信接口，利用该接口通过编制相应的驱动程序即可以实现上位机与伺服驱动器的信息交互。 rs485串行通信：工业rs485通信采用2线双绞传输方式，即数据d+和数据d—，这种数据差动传输方式可以有效地消除干扰的影响。另外，rs485通信为1：n方式，1台主控机（上位机）可级连多达16台被控机（伺服驱动器）。 rs485通信规则：采用选择／查询方式，被控机（伺服驱动器）常处于等待主机选择或查询状态。伺服驱动器在待机状态时，符合编号的被控机（伺服驱动器）接收到主机的帧信号，判断为正常接收信号后，对帧信号处理。通信的连接：在主控机端为rs232／rs485转换接口，而被控机端为rs485通信口。在主控机和被控机之间用2线双绞屏蔽电缆连接，在被控机末端加终端电阻。高速伺服通信的运动网络的应用伺服系统是机电产品中的重要环节，随着计算机技术的进展，交流伺服系统在经过广泛运用的前景下正向着网络化控制方向发展。值此有必要介绍对新型ac伺服电机/驱动器的高速伺服通信运动网络技术的应用作介绍。基于独立数字运动控制器的网络伺服系统的集成独立性的数字运动控制器的网络伺服系统就是在运动控制时，脱离计算机或工控机的通讯操作控制，直接把控制程序和要运行的程序下载到运动控制器本身所带的闪存里面。有设备的外围触发信号触发程序就开始运行。值此是基于以omron公司的以smartstep2驱动器与r88m-g伺服电机为例的的网络伺服系统的系统集成的结构示意框图，见图5所示。上位计算机通过支持tcp／ip协议的网络通讯适配卡（100m）获得对以太网总线的支持，负责对整个系统的运行和工作状态进行监视管理。上位计算完成任务规划后，由第三方软件完成用户应用程序开发，根据tcp／ip协议通过以太网将生成的程序指令传送给嵌入式多轴运动控制器。在图5的网络伺服运动控制系统中，控制器不断产生更新的位置命令（运动曲线），通过现场总线下传给驱动器，在总线节点解释指令后将转化为数宇脉冲信号，以控制交流伺服电动机，完成定位。在一个多轴系统中，一个控制器可以控制多个电机驱动器。伺服电动机是主要的执行部件，完成具体动作。图5中运动控制器可用fqm1-mm22型多轴运动控制器，也可用mc260这些控制器采用工业专用的32位，120hhz～150hhz的最新微处理技术，融合最新的控制理论及其网络控制技术，可选用不同的控制器可控制1—24个轴。可以用0～±10v的模拟量电压输出和编码器反馈形成全闭环控制，来控制伺服电动机。也可以控制步进电动机，变频器，气动，液压伺服，或者是这几种的任意结合。结语众所周如，数控机床与工业自动化离不开伺服电机/驱动器动力源的智能化，尤其是当今处于网络化时代，除了动力装置的智能化外，还需网络化。而上述的新型ac伺服电动机/驱动器技术特征与应用介绍，比较理想能的解决了伺服电动机/驱动器从设计→-安装→调整启动→运行→维护众各阶段问题的智能化，它是工业自动化的工程设计人员一种较好的选择，也为工业自动化系统的研发拓宽了设计思路。

时间：2020-06-09 关键词：驱动器电动机伺服
伺服驱动器的几个主要的功能模块的实现及原理概述

随着现代电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、永磁材料技术、交流可调速技术及控制技术等支撑技术的快速发展，使得永磁交流伺服技术有着长足的发展。永磁交流伺服系统的性能日渐提高，价格趋于合理，使得永磁交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电伺服驱动系统的一个发展趋势。永磁交流伺服系统具有以下等优点：（1）电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单;（2）定子绕组散热快;（3）惯量小，易提高系统的快速性;（4）适应于高速大力矩工作状态;（5）相同功率下，体积和重量较小，广泛的应用于机床、机械设备、搬运机构、印刷设备、装配机器人、加工机械、高速卷绕机、纺织机械等场合，满足了传动领域的发展需求。永磁交流伺服系统的驱动器经历了模拟式、模式混合式的发展后，目前已经进入了全数字的时代。全数字伺服驱动器不仅克服了模拟式伺服的分散性大、零漂、低可靠性等确定，还充分发挥了数字控制在控制精度上的优势和控制方法的灵活，使伺服驱动器不仅结构简单，而且性能更加的可靠。现在，高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机和全数字交流永磁同步伺服驱动器两部分。伺服驱动器有两部分组成：驱动器硬件和控制算法。控制算法是决定交流伺服系统性能好坏的关键技术之一，是国外交流伺服技术封锁的主要部分，也是在技术垄断的核心。 2 交流永磁伺服系统的基本结构交流永磁同步伺服驱动器主要有伺服控制单元、功率驱动单元、通讯接口单元、伺服电动机及相应的反馈检测器件组成，其结构组成如图1所示。其中伺服控制单元包括位置控制器、速度控制器、转矩和电流控制器等等。我们的交流永磁同步驱动器其集先进的控制技术和控制策略为一体，使其非常适用于高精度、高性能要求的伺服驱动领域，还体现了强大的智能化、柔性化是传统的驱动系统所不可比拟的。目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器（DSP）作为控制核心，其优点是可以实现比较复杂的控制算法，事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块（IPM）为核心设计的驱动电路，IPM内部集成了驱动电路，同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路，在主回路中还加入软启动电路，以减小启动过程对驱动器的冲击。图1 交流永磁同步伺服驱动器结构伺服驱动器大体可以划分为功能比较独立的功率板和控制板两个模块。如图2所示功率板（驱动板）是强电部，分其中包括两个单元，一是功率驱动单元IPM用于电机的驱动，二是开关电源单元为整个系统提供数字和模拟电源。控制板是弱电部分，是电机的控制核心也是伺服驱动器技术核心控制算法的运行载体。控制板通过相应的算法输出PWM信号，作为驱动电路的驱动信号，来改逆变器的输出功率，以达到控制三相永磁式同步交流伺服电机的目的。图2 功率板 3 功率驱动单元功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流，得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电，再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元（AC-DC）主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。逆变部分（DC-AC）采用采用的功率器件集驱动电路，保护电路和功率开关于一体的智能功率模块（IPM），主要拓扑结构是采用了三相桥式电路原理图见图3，利用了脉宽调制技术即PWM（Pulse Width Modulation）通过改变功率晶体管交替导通的时间来改变逆变器输出波形的频率，改变每半周期内晶体管的通断时间比，也就是说通过改变脉冲宽度来改变逆变器输出电压副值的大小以达到调节功率的目的。图3三相逆变电路图3中～是六个功率开关管，、、、分别代表3个桥臂。对各桥臂的开关状态做以下规定：当上桥臂开关管“开”状态时（此时下桥臂开关管必然是“关”状态），开关状态为1;当下桥臂开关管“开”状态时（此时下桥臂开关管必然是“关”状态），开关状态为0。三个桥臂只有“0”和“1”两种状态，因此、、形成000、001、010、011、100、101、111共八种开关管模式，其中000和111开关模式使逆变输出电压为零，所以称这种开关模式为零状态。输出的线电压为、、，相电压为、、，其中为直流电源电压（总线电压），根据以上分析可得到表1的总结。 4 控制单元控制单元是整个交流伺服系统的核心，实现系统位置控制、速度控制、转矩和电流控制器。所采用的数字信号处理器（DSP）除具有快速的数据处理能力外，还集成了丰富的用于电机控制的专用集成电路，如A/D转换器、PWM发生器、定时计数器电路、异步通讯电路、CAN总线收发器以及高速的可编程静态RAM和大容量的程序存储器等。伺服驱动器通过采用磁场定向的控制原理（ FOC）和坐标变换，实现矢量控制（VC），同时结合正弦波脉宽调制（SPWM）控制模式对电机进行控制。永磁同步电动机的矢量控制一般通过检测或估计电机转子磁通的位置及幅值来控制定子电流或电压，这样，电机的转矩便只和磁通、电流有关，与直流电机的控制方法相似，可以得到很高的控制性能。对于永磁同步电机，转子磁通位置与转子机械位置相同，这样通过检测转子的实际位置就可以得知电机转子的磁通位置，从而使永磁同步电机的矢量控制比起异步电机的矢量控制有所简化。伺服驱动器控制交流永磁伺服电机（ PMSM）伺服驱动器在控制交流永磁伺服电机时，可分别工作在电流（转矩）、速度、位置控制方式下。系统的控制结构框图如图4所示由于交流永磁伺服电机（PMSM）采用的是永久磁铁励磁，其磁场可以视为是恒定;同时交流永磁伺服电机的电机转速就是同步转速，即其转差为零。这些条件使得交流伺服驱动器在驱动交流永磁伺服电机时的数学模型的复杂程度得以大大的降低。从图4可以看出，系统是基于测量电机的两相电流反馈（、）和电机位置。将测得的相电流（、）结合位置信息，经坐标变化（从a ，b ，c 坐标系转换到转子d ，q 坐标系），得到，分量，分别进入各自得电流调节器。电流调节器的输出经过反向坐标变化（从d ，q 坐标系转换到a ，b ，c 坐标系），得到三相电压指令。控制芯片通过这三相电压指令，经过反向、延时后，得到6 路PWM 波输出到功率器件，控制电机运行。系统在不同指令输入方式下，指令和反馈通过相应的控制调节器，得到下一级的参考指令。在电流环中，d ，q 轴的转矩电流分量（）是速度控制调节器的输出或外部给定。而一般情况下，磁通分量为零（ = 0），但是当速度大于限定值时，可以通过弱磁（《 0），得到更高的速度值。图4 系统控制结构从a，b，c坐标系转换到d，q坐标系有克拉克（CLARKE）和帕克（PARK）变换来是实现;从d，q坐标系转换到a，b，c坐标系是有克拉克和帕克的逆变换来是实现的。以下是两个变换公式，克拉克变换（CLARKE）： 5 结束语本文简单的介绍了伺服驱动器的几个主要的功能模块的实现及原理，谨帮助大家对伺服驱动器有进一步了解之用，大家如果想更深入的了解伺服驱动器的设计原理，请参考其它的文献。

时间：2020-06-06 关键词：驱动器控制系统伺服
英威腾DA300直线型驱动应用于固晶机的方案浅析

随着技术发展、产品成熟、厂商积极推动、智慧照明相关概念普及，中国LED市场进入高速发展阶段。在LED封装工艺中，固晶焊线是非常重要的环节，工艺的好坏会对LED封装器件的性能造成巨大的影响。因此，封装厂商对于固晶机的选择十分谨慎。目前，LED封装设备基本实现国产化，特别是固晶这道工序，国产固晶机的速度和精度已经达到甚至超过进口同种固晶机的水平，因此国产设备替代进口设备已经成为封装厂的理想选择。一、项目概述 LED固晶机是一种将LED晶片从LED晶片盘吸取后贴装到PCB上，实现LED晶片的自动健合和缺陷晶片检测功能的、高精度、高效率的自动化生产设备。固晶本项目客户为领先的光电自动化设备制造商，英威腾伺服应用于该客户的固晶机，以领先的性能和高性价比，提升制造工艺和效益，满足大批量、精益化的生产需求。二、设备/工艺介绍 1、LED固晶机系统结构主要包括运动控制模块、气动部分、机器视觉部分和由伺服电机构成的运动执行机构。取晶点及顶针 2、系统原理：由上料机把PCB板传送到卡具上的工作位置，先由点胶机将PCB需要键合晶片的位置点胶，然后键合臂从原点位置运动到吸取晶片位置，晶片放置在薄膜支撑的扩张器晶片盘上，键合臂到位后吸嘴向下运动，向上运动顶起晶片，在拾取晶片后键合臂返回原点位置（漏晶检测位置），键合臂再从原点位置运动到键合位置，吸嘴向下键合晶片后键合臂再次返回原点位置，这样就是一个完整的键合过程。当一个节拍运行完成后，由机器视觉检测得到晶片下一个位置的数据，并把数据传送给晶片盘电机，让电机走完相应的距离后使下一个晶片移动到对准的拾取晶片位置。PCB板的点胶键合位置也是同样的过程，直到PCB板上所有的点胶位置都键合好晶片，再由传送机构把PCB板从工作台移走，并装上新的PCB板开始新的工作循环。三、伺服的应用及技术要求固晶机上总共采用8套伺服驱动，分别控制X、Y轴传动机构以及键合臂取晶动作。伺服电机通过同步带带动连杆快速正反转，实现装有吸晶咀嘴的键合臂做逆时针和顺LED扩晶机时针方向位移，逆时针到位后吸晶咀吸取晶元然后顺时针固定晶圆。技术要求如下： 1、快速定位时，马达要平稳，不能抖动和共振，否则吸晶和固晶的位置不准确； 2、每个动作周期尽量的快，加速度尽量的大、由此对伺服的响应有较高要求。 3、设备小型化，轻量化，节省安装空间。 4、调试界面参数单位通用，无需转换。四、应用方案配置英威腾DA300伺服动态响应快、定位精确、整定时间短、自适应、运行平稳，快速定位响应时间为5ms，无需降速运行直驱与直联机构，不再需要减速机，降低用户机械投入成本，显著提升制造工艺和效益。五、总结： 1、DA300响应高达3.0kHz，大幅提升固晶机的生产效率。 2、DA300支持直线电机，无中间传动，扭矩输出更强，动态响应更快，加速度更大、最大限度发挥高端机械性能。 3、定位精度高，定位时间短，直线位置检测闭环反馈控制明显提高重复定位精度，大幅提升固晶机的生产效率。 4、低频抑振、扰动抑制、摩擦转矩补偿、自动/手动滤波陷波器设计，全面抑振，出色抗扰。 5、通过简便的增益参数的调整，固晶周期低至100ms，提升制造效益。 6、总线构成闭环控制系统，具有易扩展、配线简化等特点，并可以支持以太网通信协议。该客户全自动固晶机采用DA300直线驱动伺服，使得设备无论速度是精度、稳定性还是性价比都表现优异。该设备固晶产能达到了25K/H，而且生产优良率达到99.9%，极大提高了生产效率。

时间：2020-06-04 关键词：英威腾伺服
2019年整体工控行业发展形势如何

2019年的工控市场可谓是“愁云惨淡”，整体市场景气度下降，部分行业（如汽车、3C等行业）出现下滑，不少企业披露上半年业绩不甚理想（点击，查看2019年上半年工控企业业绩报告）。工控市场整体形势究竟如何，一起看看吧！一、产品涨价，一波未平一波又起 2019年开年之初，不少工控企业就表示受市场环境影响，从而对旗下产品进行了一定程度的价格上涨，其中有就包括ABB、三菱电机、施耐德等国际大厂。终于送走了风雨潇潇的上半年，然而刚进入年中，欧姆龙也表示受产品成本上涨以及关税调整等因素影响，自7月1日始，对旗下传感器、视觉产品、伺服、变频器、控制器、安全光幕、部分运动控制产品进行价格调整。其中，运动控制类涨幅最大，达到10％－30％。欧姆龙涨价通知三菱电机涨价通知 ABB涨价通知施耐德涨价通知综上可以看出：厂家宣布产品涨价主要是受到产品原材料成本上涨、关税调整等因素影响。原材料价格上涨趋势从2018年延续至今，又加之今年上半年稀土等关键原材料受管制，原材料成本恐一时之间难以回落，厂家还需做好应对之策。关税主要是国际贸易环境带来的影响，随着8月2日中美贸易磋商再度陷入僵局，市场贸易形势也是一片扑朔迷离。两大涨价因素短时间内都很难稳定下来，工控产品涨价潮预计还将持续。整体伺服市场平均下滑12．8％实际上自2019年以来，除了产品价格上涨因素之外，整体工控行业发展走势也不容乐观。其中，伺服市场与直驱市场双双下滑，且均在上半年跌入了谷底。据中国传动网对业内多家主流厂商的调查统计显示：直驱市场增速放缓，增长率为4．95％，而伺服市场则一度探底，市场增长率为－12．8％。部分业内人士表示，随着5G技术商用牌照的发放为智能装备带来了新一轮的升级换代机遇，且半导体、光伏行业等行业也表现出了强劲的发展势头，因此预计两大市场将在2019年下半年有所缓和，直驱市场增长率将继续保持在伺服市场之上。

时间：2020-05-26 关键词：控制器变频器伺服
工业控制中伺服和变频器的区别是什么

（文章来源：OFweek工控网）服驱动器是用来驱动伺服电机的，伺服电机可以是步进电机，也可以是交流异步电机，主要为了实现快速、精确定位，像那种走走停停、精度要求很高的场合用的很多。变频器就是为了将工频交流电变频成适合调节电机速度的电流，用以驱动电机，现在有的变频器也可以实现伺服控制了，也就是可以驱动伺服电机，但伺服驱动器和变频器还是不一样的！可伺服和变频器的区别究竟是什么，请看小编为您分解。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素等功能。变频器可驱动变频电机、普通交流电机，主要是充当调节电机转速的角色。变频器通常由整流单元、高容量电容、逆变器和控制器四部分组成。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。伺服系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。最基本的伺服系统包括伺服执行元件（电机、液压缸）、反馈元件和伺服驱动器。若想让伺服系统运转顺利还需要一个上位机构，PLC、以及专门的运动控制卡，工控机+PCI卡，以便给伺服驱动器发送指令。变频器的调速原理主要受制于异步电动机的转速n、异步电动机的频率f、电动机转差率s、电动机极对数p这四个因素。转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0-50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。伺服系统的工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环，通过这3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。

时间：2020-05-20 关键词：变频器伺服
工业控制中伺服和变频器的定义以及工作原理

（文章来源：OFweek工控网）伺服驱动器是用来驱动伺服电机的，伺服电机可以是步进电机，也可以是交流异步电机，主要为了实现快速、精确定位，像那种走走停停、精度要求很高的场合用的很多。变频器就是为了将工频交流电变频成适合调节电机速度的电流，用以驱动电机，现在有的变频器也可以实现伺服控制了，也就是可以驱动伺服电机，但伺服驱动器和变频器还是不一样的！可伺服和变频器的区别究竟是什么，请看小编为您分解。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素等功能。变频器可驱动变频电机、普通交流电机，主要是充当调节电机转速的角色。变频器通常由整流单元、高容量电容、逆变器和控制器四部分组成。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。伺服系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。最基本的伺服系统包括伺服执行元件（电机、液压缸）、反馈元件和伺服驱动器。若想让伺服系统运转顺利还需要一个上位机构，PLC、以及专门的运动控制卡，工控机+PCI卡，以便给伺服驱动器发送指令。变频器的调速原理主要受制于异步电动机的转速n、异步电动机的频率f、电动机转差率s、电动机极对数p这四个因素。转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0-50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。伺服系统的工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环，通过这3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。

时间：2020-05-18 关键词：变频器伺服
贝加莱伺服驱动器性能更强还具有安全限制扭矩功能

贝加莱ACOPOS P3除具有市面上其它厂家伺服控制器的基本功能外，尺寸更小、速度更快、精度更高。现在ACOPOS P3还具有安全限制扭矩（SLT）安全功能，安全限制扭矩可以安全地监控扭矩，达到SIL 2 ／ PL d的安全等级，贝加莱成为首批提供该认证安全功能的制造商之一。贝加莱ACOPOS P3伺服驱动器现在还具有安全限制扭矩（SLT）安全功能。借助于直接集成在驱动系统中的电流测量，扭矩被限制在可配置的最大值。由于安全功能在驱动器中分布式运行，因此可确保将最大故障检测时间缩短至8 ms。特别是当它与其它安全功能结合使用时（例如安全限速或安全方向），SLT功能有助于实现操作人员与其机器之间的安全协作，从而最大限度地降低了操作人员在机器上工作时因挤压或碾压而受伤的风险。 SLT还可用于安全地限制机械系统上的负载。通过这种方式，SLT可以用于防止驱动轴和制动器过载的保护，就像一个扭矩扳手，可以防止过度拧紧螺钉。因此，可以使用较便宜的机械部件，降低用户设备成本。

时间：2020-05-17 关键词：驱动器伺服
工业控制中伺服和变频器的定义及工作原理

（文章来源：工控网）伺服驱动器是用来驱动伺服电机的，伺服电机可以是步进电机，也可以是交流异步电机，主要为了实现快速、精确定位，像那种走走停停、精度要求很高的场合用的很多。变频器就是为了将工频交流电变频成适合调节电机速度的电流，用以驱动电机，现在有的变频器也可以实现伺服控制了，也就是可以驱动伺服电机，但伺服驱动器和变频器还是不一样的！可伺服和变频器的区别究竟是什么，请看小编为您分解。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素等功能。变频器可驱动变频电机、普通交流电机，主要是充当调节电机转速的角色。变频器通常由整流单元、高容量电容、逆变器和控制器四部分组成。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。伺服系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。最基本的伺服系统包括伺服执行元件（电机、液压缸）、反馈元件和伺服驱动器。若想让伺服系统运转顺利还需要一个上位机构，PLC、以及专门的运动控制卡，工控机+PCI卡，以便给伺服驱动器发送指令。变频器的调速原理主要受制于异步电动机的转速n、异步电动机的频率f、电动机转差率s、电动机极对数p这四个因素。转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0-50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。伺服系统的工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环，通过这3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。

时间：2020-05-13 关键词：变频器伺服
工业控制中伺服和变频器的定义以及工作原理分析

（文章来源：工控网）伺服驱动器是用来驱动伺服电机的，伺服电机可以是步进电机，也可以是交流异步电机，主要为了实现快速、精确定位，像那种走走停停、精度要求很高的场合用的很多。变频器就是为了将工频交流电变频成适合调节电机速度的电流，用以驱动电机，现在有的变频器也可以实现伺服控制了，也就是可以驱动伺服电机，但伺服驱动器和变频器还是不一样的！可伺服和变频器的区别究竟是什么，请看小编为您分解。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素等功能。变频器可驱动变频电机、普通交流电机，主要是充当调节电机转速的角色。变频器通常由整流单元、高容量电容、逆变器和控制器四部分组成。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。伺服系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。最基本的伺服系统包括伺服执行元件（电机、液压缸）、反馈元件和伺服驱动器。若想让伺服系统运转顺利还需要一个上位机构，PLC、以及专门的运动控制卡，工控机+PCI卡，以便给伺服驱动器发送指令。变频器的调速原理主要受制于异步电动机的转速n、异步电动机的频率f、电动机转差率s、电动机极对数p这四个因素。转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0-50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。伺服系统的工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环，通过这3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。

时间：2020-04-30 关键词：工业控制变频器伺服
基于Kinco伺服的Profibus总线系统解决方案的应用研究

一、前言柔性版印刷机（flexographic press），就是使用柔性版、通过网纹传墨辊传递油墨完成印刷过程的机器。目前柔性版印刷机已经成为包装印刷行业的主力军广泛应用于环保印刷包装行业，如食品、医疗、书刊、化妆品等行业的标签、包装纸、纸袋、纸盒、纸杯等印刷加工。该设备应用范围广，能适用于铜版纸、卡纸、拷贝纸、铝箔、不干胶、无纺布及BOPP、PET塑料薄膜等多种材料的印刷。整机配套了印刷、模切、压痕、打孔、折页、排废、断平张、分切、烫金、覆膜、不干胶剥离印刷及复合等机组，全面采用伺服单轴传动控制技术与闭环张力控制，印刷张力稳定，套位准确，操作方便，完全满足各种印刷场合需要。其中网辊与版辊间的压力控制是整条生产线的核心关键设备，它的压力控制精度直接影响到喷墨多少，从而决定了印刷成品的质量。早期柔性版印刷机合压控制采取机械传动控制，印花精度低，机械传动噪音大，使用寿命短。20世纪90年代末，开始采用电机独立传动控制模式，印花精度和速度大为提高。与之配套的控制系统构成方式多种多样。本文介绍的是基于Kinco伺服在卷筒式柔印机合压控制上Profibus总线系统解决方案。二、工艺介绍于上图所示，各组印刷单元的网辊与版辊各分别由左右两侧的伺服控制，当收到全机中央控制系统启动信号时迅速网辊下降，版辊向内到合压位置，根据印刷产品的不同精确微调从而实现精确压力控制！单组印刷单元系统流程简图如下三、系统结构四、系统要求： ◆ 单组印刷单元间必须保证定位准确，定位精度为0.5mm； ◆ 主HMI通过Profibus总线监视单组印刷单元伺服运行状态，实时显示各个伺服电机的运行状况；单组的工艺参数也可通过单组HMI设置！ ◆ 自动模式下，各组印刷单元必须在同一时间启动，同一时间到达位置！时间误差不超过500毫秒！ ◆ 自动模式下，任一电机有故障报警，该组立即停止工作（根据需要甚至其他所有印刷单元也立即停止）！时间误差不超过100毫秒！ ◆ 所有工艺操作可在主控制台操作，也可单组手动微调，方便维护及检修，保养！五、实现方式： ◆ 西门子S7-300 PLC通过Profibus总线控制功能，简化了编程，解决了采用脉冲方向控制方式，接线众多，丢脉冲导致定位精度不准，抗干扰能力差等缺点； ◆ 系统配置Profibus总线最快12Mbps的速度保证了控制精度，以柔印机最少配置八组印刷单元32轴系统为例，主控制单元信号能够在100毫秒之内传递到所有32轴，极好的保证了系统的同步启动，因此系统误差很小，印刷精度高。六、系统配置：七、方案特点 ◆ Kinco最新上市的自主知识产权的高磁密度电机，以绝对的300%功率过载，真正的IP65防护等级，极低的转矩脉动，优异的动态响应，精美的外观设计获得客户的喜爱； ◆ 系统印刷误差更小，印刷速度更快，工作效率高； ◆ 通讯速度快：Profibus总线最快12Mbps的速度，大大缩短了通讯时间，提高了系统速度，克服了传统485通讯方式通讯速度慢，交换数据量少，容易造成系统通讯堵塞的缺点； ◆ 编程及其维护工作量少：以往的控制方式是每个印刷单元都有一个单独的PLC来控制伺服，且要保证两台伺服完全同步，所以该单元的PLC是需要进行独立编程的。因此系统的工作量大且繁琐，同时故障点增多，导致系统维护工作量增加；本系统则是所有的控制编程都在主CPU上完成而且编程都采用模块化编程阅读维护非常的简单。设备故障只需更换相应的故障设备就可，无需再次下载程序。不同的工艺要求也仅仅需要输入不同的工艺参数即可，无需另行编程。 ◆ 便利化操作：所有单元的伺服驱动器均直接连接到Profibus总线上，主CPU对各组印花单元的参数设置、运行状态的监控、管理能力进一步加强，简化了操作并且维护极其简单； ◆ 强大的故障检测及处理能力：主CPU通过Profibus总线实时监控伺服运行状态，及时把状态信息、故障信息传送到HMI上显示出来，同时主CPU能够根据每个伺服驱动器所产生故障而对总线上其它从站采取相应处理。八、总结 Kinco伺服在柔性版印刷机中合压控制的Profibus总线解决方案目前已经成功在国内几家大型柔印机厂商得到成功应用，是Kinco ED系列高性能伺服驱动器与Kinco SMH系列高磁密电机的完美结合应用！

时间：2020-04-27 关键词： plc 总线伺服
工业控制知识之伺服和变频器的区别

（文章来源：工控网）伺服驱动器是用来驱动伺服电机的，伺服电机可以是步进电机，也可以是交流异步电机，主要为了实现快速、精确定位，像那种走走停停、精度要求很高的场合用的很多。变频器就是为了将工频交流电变频成适合调节电机速度的电流，用以驱动电机，现在有的变频器也可以实现伺服控制了，也就是可以驱动伺服电机，但伺服驱动器和变频器还是不一样的！变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换成另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软启动、变频调速、提高运转精度、改变功率因素等功能。变频器可驱动变频电机、普通交流电机，主要是充当调节电机转速的角色。变频器通常由整流单元、高容量电容、逆变器和控制器四部分组成。伺服系统是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标（或给定值）的任意变化的自动控制系统。主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理，使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制的非常灵活方便。伺服系统是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。又称随动系统。在很多情况下，伺服系统专指被控制量（系统的输出量）是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统，其作用是使输出的机械位移（或转角）准确地跟踪输入的位移（或转角）。伺服系统的结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。伺服系统按所用驱动元件的类型可分为机电伺服系统、液压伺服系统和气动伺服系统。最基本的伺服系统包括伺服执行元件（电机、液压缸）、反馈元件和伺服驱动器。若想让伺服系统运转顺利还需要一个上位机构，PLC、以及专门的运动控制卡，工控机+PCI卡，以便给伺服驱动器发送指令。变频器的调速原理主要受制于异步电动机的转速n、异步电动机的频率f、电动机转差率s、电动机极对数p这四个因素。转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在0-50Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。主要采用交—直—交方式，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。伺服系统的工作原理简单的说就是在开环控制的交直流电机的基础上将速度和位置信号通过旋转编码器、旋转变压器等反馈给驱动器做闭环负反馈的PID调节控制。再加上驱动器内部的电流闭环，通过这3个闭环调节，使电机的输出对设定值追随的准确性和时间响应特性都提高很多。伺服系统是个动态的随动系统，达到的稳态平衡也是动态的平衡。交流伺服的技术本身就是借鉴并应用了变频的技术，在直流电机的伺服控制的基础上通过变频的PWM方式模仿直流电机的控制方式来实现的，也就是说交流伺服电机必然有变频的这一环节：变频就是将工频的50、60HZ的交流电先整流成直流电，然后通过可控制门极的各类晶体管（IGBT，IGCT等）通过载波频率和PWM调节逆变为频率可调的波形类似于正余弦的脉动电，由于频率可调，所以交流电机的速度就可调了（n=60f/p，n转速，f频率，p极对数）。伺服驱动器一般具有3倍过载能力，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩，而变频器一般允许1.5倍过载。伺服系统的控制精度远远高于变频，通常伺服电机的控制精度是由电机轴后端的旋转编码器保证。有些伺服系统的控制精度甚至达到1：1000。变频控制与伺服控制是两个范畴的控制。前者属于传动控制领域，后者属于运动控制领域。一个是满足一般工业应用要求，对性能指标要求不高的应用场合，追求的是低成本。另一个则是追求高精度、高性能、高响应。在空载情况下伺服电机从静止状态加工到2000r/min，用时不会超20ms。电机的加速时间跟电机轴的惯量以及负载有关系。通常惯量越大加速时间越长。尽管我国的伺服技术起步较晚，由伺服电机、反馈装置与控制器组成的伺服系统才走过50个年头而已。但不可否认的是，中国制造业开始逐渐意识到伺服系统在提高产品竞争力方面发挥的作用越来越大。伺服系统强劲的市场需求开始渐露头角。相信不久之后，伺服系统新一轮的增长史必将续写另一个“中国变频器”的发展史。主要分析原因如下：首先，随着中国经济整体形式的向好发展，很多伺服重点应用行业如机床、电子专用设备、医疗器械、混合动力汽车、新能源等行业因经济政治原因，恢复程度大大超过人们的预期水平。此等行业的发展直接导致伺服市场的需求旺盛，使得众多国产伺服品牌纷纷崛起。而随着工业化进程的加快，产业升级与进口替代也推动了伺服产品的大量使用，节能、增产效果日趋明显。值得一提的是，伺服应用技术在风力发电行业的初步成熟，暗示了节能减碳带给伺服的商机绝不亚于节能减排给高压变频器带来的机遇。其次，在高端领域，用户在使用过程中最为看重的极大因素如稳定性、响应性、精度，都是伺服系统所具备的优势所在。在技术要求越来越高的今天，谁拥有最高的性能，谁就能获得用户青睐，价格已不再是阻碍伺服发展的决定因素。高端市场无疑被伺服占据着高地。而变频器只是在一些较为低端的简单领域发挥着作用。据不完全统计，目前国内推出伺服产品的厂商差不多有二十余家。一直以来，伺服领域的准入门槛比低压变频器领域高，许多厂商还是基于变频器技术基础上发展而来，像国产厂商汇川等企业，就已经开始初尝伺服产业为企业带来的实际效益。汇川原有的研发实力为其在伺服领域立足提供有效支撑，而品牌影响力提升、产能释放和细分行业延伸，使得其在伺服市场的地位将逐年提升，2010年其伺服销售额就达1亿多人民币。究其转向伺服产品的最终原因，国家伺服发展政策向好可一语道破玄机。在相同的领域中，若采购方对机械的技术要求较高并较为复杂，则会选择伺服系统。反之则会选择变频器产品。如一些数控机床、电子专用设备等高科技机械均会首选伺服产品。大多数采购方会顾虑成本，常常把技术忽略而首选价格较低的变频器。众所周知，伺服系统的价格差不多是变频器产品的几倍。尽管目前伺服系统的应用还未普及，尤其是国产伺服系统，被应用的场合相比国外伺服产品少之甚少。但随着工业化进程的加快，人们将逐渐意识到伺服系统的优势所在，伺服系统也将获得采购商的认可。同样，国产伺服技术也不会止步不前，不管是基于丰厚的利润回报还是振兴国家的历史使命感，相信会有越来越多的厂商将投入到伺服系统的研发领域中。届时将迎来中国“伺服产业”的鼎盛时期。

时间：2020-04-27 关键词：工业控制变频器伺服
基于DSP的高精度伺服位置环设计方案

机床是装备制造业的母机，也是装备制造业的引擎。我国“十一五”发展规划明确规定：国产数控机床国内市场占有率要达到60%，高端产品与国际先进水平的差距缩小到5年以内。作为数控机床的重要功能部件，永磁同步电机伺服驱动装置是数控机床向高速度、高精度、高效率迈进的关键基础技术之一。随着新的微处理器、电力电子技术和传感器技术在伺服驱动装置的应用，伺服驱动器的性能获得极大的提高。如日本的安川公司利用新的微处理器，以及通过扩充新的控制算法，速度频率响应提高到了1.6kHz，具有自动测定机械特性，设置所需要的伺服增益功能，实现了“在线自动调整功能”;发那科公司的新一代驱动器则采用了1600万/转的高分辨率的编码器，高精度电流检测，实现了高速、高精度的伺服HRV(高响应向量)控制算法，伺服电机的最大控制电流减少50%，并减少电机发热17%，使得伺服驱动装置可以获得更高的刚性和过载能力。国内在高性能伺服驱动技术方面，与国外名牌企业仍存在较大的差距，已成为制约我国发展中高档数控系统产业的“瓶颈”问题。针对旧产品的信号处理时间长，电流与位置信号检测精度低的不足，本系统以TMS320F2812 DSP为控制器，缩短了信号处理时间且提高电流采样精度;位置检测用多摩川的TS5667N120 17位绝对式编码器以提高了位置检测精度。系统在数控加工中心的应用中，具有定位无超调、高刚性、高速度稳定性，达到了设计指标，可以满足微米级加工精度的要求。系统硬件设计系统硬件以 TMS320F2812DSP控制器、三菱公司的IPM功率模块、多摩川公司的TS5667N120 17位绝对式编码器为主要功能部件，硬件系统框图如图1所示。图1中TMS320F2812 DSP为控制核心，接收来自CNC、编码器接口、电流检测模块和故障信号处理模块的信息，完成对永磁同步电机控制和故障处理。光电隔离模块作为电子电路与功率主电路的接口，将DSP发出的SVPWM信号送入IPM模块，完成DC/AC逆变，驱动电动机旋转。编码器接口将绝对式编码器所记录的永磁同步电动机的磁极位置、电动机转向和编码器报警等信息送往DSP，同时将永磁同步电动机的位置信息送往CNC。电机相电流经电流检测模块量测、滤波、幅度变换、零位偏移、限幅，转化为0~3V的电压信号送入DSP的A/D引脚。功率主电路的过压、欠压、短路、电源掉电和IPM故障等信号经故障检测模块检测与处理后，送入DSP的I/O端口。键盘与显示模块是控制器的人机接口，用以完成控制参数的输入，运行状态与运行参数显示。存储器模块用以存储控制参数与系统故障信息。系统软件设计按任务划分，系统软件由任务与任务管理模块构成，任务管理模块对人机接口、控制算法、加减速控制、故障处理等四个任务进行调度管理。控制算法主要包括：调节器控制算法、矢量控制算法和数字滤波器算法等。按照结构化程序设计方法，遵循“功能独立”的原则，将系统软件划分为主程序模块和矢量控制程序模块两大部分，各部分又划分为若干子模块，以利于软件设计、调试、修改和维护。矢量控制软件设计采用典型的前后台模式，以主程序作为后台任务，中断服务程序作为前台任务。根据矢量控制算法的特点，中断服务程序只处理实时性高的PWM控制子程序，把系统的一些测量、键盘处理和显示等一系列实时性不高的任务放到后台任务。主程序是软件的主体框架，其工作过程是：系统上电复位后，依次对片内外设进行初始化、从E2PROM中读出控制参数、LED显示初始信息。初始化完成后，主程序循环执行LED显示、键盘处理和参数计算与保存。PWM中断服务。在PWM中断到来时，首先读取编码信号，进行角度和速度计算，接着进行A/D采样并执行clark和park变换，然后进行PI调节、反park变换，最后进入空间矢量模块，产生PWM信号。控制器算法系统采用三环控制结构，电流环、速度环采用PI控制，位置环采用比例加前馈补偿控制。PID控制算法PID控制算法是控制中最常用的算法，对于大多数的控制对象采用PID控制均能达到满意的效果。为防止PID调节器出现过饱和，系统采用带退饱和的PID控制器，如图2所示。　离散PID控制算法如下：式中，为饱和前的输出，KP为PID控制的比例增益，Ti为PID控制的积分时间常数，Td为PID控制的微分时间常数，Kc为退饱和时间常数。位置控制器的控制算法位置控制器采用比例加前馈控制结构，如图3所示，其中Gm为电机的传递函数，Gspd为速度环的传递函数，Gpos为位置环的传递函数，Fpos为位置前馈控制器传递函数。系统的传递函数为：当Fpos(s)=1/(Gspd(s)Gm(s))时，H(s)=1，则可使输出完全复现输入信号，且系统的暂态和稳态误差都为零。其中当速度调节器采用PI控制时，在位置环的截止频率远小于速度环的截止频率时，速度环可等效为一个惯性环节，电机可等效为一个积分环节，于是Fpos(s)可以看成加速度前馈和速度前馈两部分[5]，其中：位置前馈中加速度项差分方程：式中R(k)为第K个采样周期中的位置给定信号;Yaf为第K个采样周期中加速度信号的输出，Kaf为加速度前馈比例系数。位置前馈中速度项差分方程：式中R(k)为第K个采样周期中的位置给定信号;Yaf为第K个采样周期中速度信号的输出，Ksf为速度前馈比例系数。相应的位置环P的差分方程：式中R(k)为第K个采样周期中的位置给定信号;C(k)为第K个采样周期中的位置反馈信号，Ye为第K个采样周期中位置环信号的输出，Kc为位置环比例系数。绝对式编码器通信程序绝对式编码器与DSP的接口采用CPLD作为接口芯片。CPLD的程序采用VHDL语言编写，程序结构如图4所示。此电路完成串行输入数据到并行输出数据的转换，以及并行输入数据到串行输出数据的转换。图4中，模块DIV为时钟分频器，TX模块接收来自微处理器接口模块MP的8位并行数据，并通过端口DOUT将数据串行输出到RS-485端口。反过来，RX模块接收串行数据输入，并以8位并行格式发送至MP模块，MP模块同时将接收到的位置信号转成脉冲形式输出，实现与CNC的连接。实验结果分析本设计，应用虚拟仪器技术设计出实验测试平台，记录实验测试结果。虚拟测试平台配置如下：软件NI LabVIEW 8.0，硬件NI M系列多功能数据采集卡PCI-6251，16、NI 计数器/定时器PCI-6602。图5给出了加工过程中的速度波形。图5表明，系统的加、减速时间小于200ms;无位置超调;稳定时，速度波动小于0.1转。速度频率响应:大于300Hz;速度波动率：小于±0.01%(负载0～100%)、0(电源±10%);调速范围：0.1rpm~3000rpm;回转定位精度：1个脉冲。图6给出了驱动器配国产某品牌加工中心的机械加工结果。实验测试数据：上表面表面粗糙度Ra1.6μm;侧面(即测量面)的粗糙度Ra3.2μm。结语针对数控机床进给控制，采用磁场定向控制与前馈补偿控制，以 TMS320F2812DSP 控制器、IPM功率模块、TS5667N120 17位绝对式编码器为主要功能部件，设计出的永磁同步电机伺服驱动控制器，在数控加工中心的应用中，具有定位无超调、高刚性、高速度稳定性，达到了设计指标，可以满足微米级加工精度的要求。

时间：2018-09-17 关键词： DSP 高精度设计嵌入式处理器位置伺服
伺服电机+驱动器首当其冲

政策力推行业发展近期出台的一系列智能制造相关政策中，核心部件的国产化突破是重点，伺服电机+驱动器首当其冲。例如2016年4月发布的《机器人产业发展规划(2016-2020年)》中，重点提到了要突破高性能机器人专用伺服电机和驱动器，以及高速高性能控制器等五类关键零部件的技术壁垒，打破该领域长期依赖进口的局面。随着《中国制造2025》规划的发布及“十三五”的开端，各地政府纷纷出台相关的规划细则，例如制造业大省广东，预计到2020年机器人、高端数控机床、智能专用设备等高端装备产业的产值将达到4000亿元以上。 “十三五”迈向千亿规模伺服控制，又称运动控制，是对机器装备的精确定位、速度等运动要素进行控制的统称。中信证券认为，伺服控制作为工控自动化的成长性子行业，成长性好且进口替代空间大。伺服控制是一个整体的系统和解决方案，核心部件包括控制器、伺服电机及驱动器等。系统集成商根据客户需求进行设计编程、辅件组装、安装调试等工作，业务量通常是核心部件的2—2.5倍。当前伺服控制的产品+系统集成市场约650亿元，到2020年有望翻一倍达到超1300亿元的规模。未来几年，从产品上看，伺服驱动器和电机以及编码器等高精尖类，预计将保持20%以上的市场增速;从应用行业看，机器人和电子制造设备是需求增长最快的下游，增速有望保持25%以上。机床、塑机等大型设备的数控化以及食品包装机械等大消费相关设备，预计将保持15%以上的增长。未来几年，从产品上看，伺服驱动器和电机以及编码器等高精尖类，预计将保持20%以上的市场增速;从应用行业看，机器人和电子制造设备是需求增长最快的下游，增速有望保持25%以上。机床、塑机等大型设备的数控化以及食品包装机械等大消费相关设备，预计将保持15%以上的增长。

时间：2016-08-04 关键词：电机伺服编码器
伺服电动机控制电路

伺服电动机的控制电压由单片机输出后送人0832进行D/A转换，转换后的模拟量经放大和电平转换送人PWM功放电路，产生的PWM波驱动电动机旋转。采用测速发电机对电动机的转速进行测量，经放大后送人0809进行A/D转换，转换后送人单片机；电动机的转角位移由9位绝对式光电编码器直接送人8751的端口，进行位置反馈。控制系统中的速度调节器和位置调节器将由8751的应用程序来完成。

时间：2013-11-18 关键词：电路电动机控制伺服电机控制电路
中联F9500伺服电源

是中联F9500功放电路前置放大电路的供电电源。该电源采用 LM7824和LM7924组成±42V的伺服式稳压电源，采用运放之皇NE5532作伺服电路。在这里，采用了在运放NE5532的同相端与地之间串接稳压管的方法来提高输出电压，这种接法又称浮地接法。用此方法将固定输出电压由±24V提高到 ±42Vo

时间：2013-10-19 关键词：电源伺服综合电源 f9500 中联